플라스미드 DNA

양식적임

재조합 플라스미드는 세포 및 유전자 치료(CGT) 분야에서 중요한 벡터로 다음과 같이 사용될 수 있습니다.

DNA 치료제 (치료용 네이키드 플라스미드 DNA) - 단백질/효소 대체 요법의 대안으로 유전자 발현 벡터로서의 네이키드 플라스미드.
DNA 백신 예방 및 치료용 - 바이러스, 박테리아 또는 암세포의 항원을 발현하는 유전자 벡터인 플라스미드.
바이러스 벡터 생산을 위한 출발 물질 - 재조합 플라스미드는 바이러스 벡터 백신, 유전자 치료 또는 유전자 편집을 위한 렌티바이러스(LV) 및 아데노 관련 바이러스(AAV)를 생산하는 데 사용될 수 있습니다.
mRNA/circRNA 생산을 위한 출발 물질 - in vitro 전사를 위한 주형인 선형화된 플라스미드는 mRNA/circRNA 백신 또는 약물의 핵심 물질입니다.

1 네이키드 플라스미드 DNA

1.1 인간용 순수 플라스미드 DNA

현재 시판 중인 유전자치료제는 주로 AAV, LLV 등의 바이러스 벡터를 사용한다. 그러나 연구에 따르면 바이러스 또는 세포 벡터에 의해 매개되는 혈관 신생 인자 유전자 치료가 마우스 심장에서 혈관 종양을 형성할 수 있다고 보고되었습니다. 혈관 신생 인자의 장기간 발현을 피하기 위해 유전자 치료 벡터로서 플라스미드 DNA가 포함된 네이키드 플라스미드를 사용하는 것이 생체 내에서 더 낮은 수준의 표적 단백질을 발현하므로 바람직한 선택으로 간주됩니다.

따라서 네이키드 플라스미드 치료제의 주요 개발 초점은 혈관 신생 인자 유전자 치료법입니다. 현재 전 세계적으로 인간 사용을 위해 승인된 네이키드 플라스미드 약물은 총 두 가지입니다. 2011년 러시아에서 출시된 Neovasculgen과 2019년 일본 시장에 출시된 Collategene입니다. 다른 몇몇 네이키드 플라스미드 약물은 현재 1상 단계에 있습니다. III 임상 단계. 인코딩 유전자에는 HGF, VEGF-A, SDF-12(CXCLXNUMX) 등이 포함됩니다.

1.2 동물용 순수 플라스미드 DNA

다양한 형태의 인간 의약품인 DNA 백신은 수의학 및 애완동물을 포함한 동물용으로 더 성공적이었습니다.

표 1. 인간 및 동물용으로 허가된 DNA 치료제

어플리케이션	프로덕트	종	목표	표시	기업정보	허가 날짜/국가
유전자 치료	네오바스컬겐, 캄비오겐플라스미드, PI-VEGF165	휴먼	VEGF-A	CLI, 중증 사지 허혈	인간줄기세포연구소	2011/ 러시아
유전자 치료	콜레이트진, 베퍼미노겐 퍼플라스미드, AMG0001	휴먼	HGF	CLI, 중증 사지 허혈	앙제	2019/일본
유전자 치료	라이프타이드SW5	돼지	돼지 성장 호르몬 방출 호르몬(GHRH)	이유자돈의 수를 늘립니다.	VGX 동물 건강	2008/호주
암 면역 요법	온셉트	개	티로시나 아제	구강 악성 흑색종(OMM)	메리알, 베링거인겔하임 동물건강	2010/미국
항균제	젤네이트	소	업데이트 보류 중	Mannheimia haemolytica로 인한 소 호흡기 질환(BRD)	다이아몬드 동물 건강, 바이엘	2013/미국

2 DNA 백신

그림 1. DNA 백신 개발

2.1 인간용 DNA 백신

동물 모델의 발전에도 불구하고 인간의 낮은 면역원성은 여전히 DNA 백신 적용에 큰 과제를 안겨줍니다.

더욱이, HIV, 결핵, 말라리아와 같은 전염병에 대한 DNA 백신의 탐구는 이후 몇 년 동안 다양한 최적화 전략의 개발을 촉발시켰습니다.

표 2. 허가된 인간용 DNA 백신

사용	상표명	목표/적응증	단계	기업정보
예방백신	ZyCoV-D	스파이크 단백질; 사스 코로나바이러스 2	인도 긴급 사용 승인	자이 두스 카 딜라

2.2 동물용 DNA 백신

수의학 분야의 DNA 백신은 면역항암제, 유전자치료제 등 다양한 제품이 감염성 질환에 대한 허가를 획득하면서 큰 발전을 이루었습니다.

표 3. 허가된 동물용 DNA 백신

사용	상표명	종	목표/적응증	기업정보	허가 날짜/국가
예방백신	웨스트 나일 혁신가	Horses	웨스트 나일 바이러스 (WNV)	미국 CDC, Fort Dodge 동물 건강	2005/미국
	Apex-IHN	연어	전염성 조혈 괴사 바이러스(IHNV)	노바티스 동물 건강	2005/캐나다
	클라나브	연어	연어 알파바이러스 아형 3(SAV3)	Elanco 동물 건강	2016/EU
	정확한Vac	가금류	조류 인플루엔자 A(H5N1)	애그리랩스	2017/미국

3 mRNA 또는 바이러스 벡터 생산을 위한 재료로서의 플라스미드 DNA

mRNA와 원형 mRNA(circRNA)는 백신 개발 연구에 광범위하게 사용되어 왔습니다. 선형화된 플라스미드 DNA는 T7 RNA 폴리머라제에 의해 촉진되는 IVT mRNA의 필수 전사 템플릿 역할을 합니다.

바이러스 벡터는 유전자 전달을 위한 가장 효율적인 방법으로, 특정 세포 유형이나 조직의 표적화된 변형을 가능하게 하고 치료 유전자를 발현하기 위한 조작을 가능하게 합니다. 바이러스 벡터 생산에서 플라스미드 DNA는 중요한 역할을 합니다.

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참조 :

[1] Pagliari S, Dema B, Sanchez-Martinez A, Montalvo Zurbia-Flores G, Rollier CS. DNA 백신: 역사, 분자 메커니즘 및 미래 전망. J Mol Biol. 2023년 1월 435;23(168297):10.1016. 도이: 2023.168297/j.jmb.XNUMX.

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